SU746788A1 - Current collector with low transition resistance - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике. Известны токосъемные устройства, в которых подвижный контакт представл ет собой элемент качени  1, 2. В первом элемент качени   вл етс  твердым телом, во втором упругим, выполненным в вКде сжатого кольца. Недостатком этих устройств  вл етс  отсутствие самоочищени  контактных поверхностей от образующихс  на них со временем окислов, вследствие чего повыщаетс  переходное сопротивление. Известен также токосъемник с низким переходным сопротивлением, в котором в качестве элемента качени  использована тороидальна  пружина, расположенна  между двум  концентричными контактными кольцами 3. Указанный токосъемник обладает р дом преимуществ:, 1.Низкое переходное сопротивление. 2.Простота и надежность в эксплуатации благодар  свойству ;амоочищени  контактных поверхностей от образующихс  окислов и гр зи. Однако нар ду с перечисленными преимуществами он имеет р д недостатков: 1.Токосъемник работает нормально при открытых скорост х вращающегос  контактного кольца до 10 м/с. При увеличении окружной скорости до величины более 10 м/с образуютс  высокочастотные разрывы контакта между элементом качени  (тороидальной пружиной) н вращающимс  контактным кольцом, что приводнт к резкому увеличению переходного сопротивлени  и электрических помех. 2.Ограничены возможности регулировани  контактного давлени  токосъемника. Целью изобретени   вл етс  расширение пределов токосъема при больщих окружных скорост х. Дл  достижени  этого в токосъемнике, содержащем электрические изолированные вращающиес  и иеподвижиые контактные кольца с расположенными между ними пружинными элементами качени , последние выполнены витыми и расположены так, что их оси вращени  перпендикул рны оси вращени  вала. Рабочие поверхности вращающихс  и неподвижных контактных колецThis invention relates to a measurement technique. Current collecting devices are known in which the movable contact is a rolling element 1, 2. In the first element, the rolling element is a solid, in the second elastic, made in the C of the compressed ring. The disadvantage of these devices is the lack of self-cleaning of the contact surfaces from oxides formed on them over time, as a result of which the transient resistance increases. A current collector with a low transition resistance is also known, in which a toroidal spring is used as a rolling element located between two concentric slip rings 3. The current collector has several advantages: 1. Low transition resistance. 2. Simplicity and reliability in operation due to the property of the self-cleaning of contact surfaces from the formed oxides and dirt. However, along with the listed advantages, it has several disadvantages: 1. The current collector works normally with open speeds of a rotating slip ring up to 10 m / s. As the peripheral speed increases to more than 10 m / s, high-frequency discontinuities of the contact between the rolling element (toroidal spring) and the rotating contact ring are formed, which leads to a sharp increase in transient resistance and electrical noise. 2. The possibilities of adjusting the contact pressure of the current collector are limited. The aim of the invention is to expand the current collection limits at high peripheral speeds. To achieve this, in a current collector containing electrically insulated rotating and impellent contact rings with spring-mounted rolling elements located between them, the latter are made twisted and arranged so that their axes of rotation are perpendicular to the axis of rotation of the shaft. Working surfaces of rotating and fixed contact rings

выполнены ограничивающими перемещени  витых пружин периферии.made restricting the movement of the peripheral coil springs.

; Таким образом, благодар  такому расположению пружин1нь1х элементов качени  удалось устранить разрыв контакта между ними и вращающимис  контактными кольцами . Следовательно, по вилась возможность получить токосъемник с низким переходным сопротивлением при больщйх (более 10 м/с) окружных скорост х вращающихс  контактных колец.; Thus, due to this arrangement of the springs of the rolling elements, it was possible to eliminate the contact gap between them and the rotating contact rings. Consequently, it was possible to obtain a current collector with a low transition resistance at high (> 10 m / s) peripheral speeds of rotating slip rings.

На фиг. 1 показан двухканальный токосъемник; на фиг. 2 - схема действи  центробежных сил на элементы качени  в известном устройстве на фиг. 3 - то же, в предложенном токосъемнике.FIG. 1 shows a two-channel current collector; in fig. 2 is a diagram of the effect of centrifugal forces on rolling elements in the known device in FIG. 3 - the same in the proposed current collector.

Токосъемник состоит из неподвижных контактных , колец 1; установленных; в изолирующих корпусах 2, выполненных в виде гаек вращающихс  контактных колец 3, размещенных в изолирующей .втулке 4. Между кольцами 1 и 3 установлен подвижный контактный элемент 5 качени , выполненный в виде витой пружины, например, бочкообразной формы. Втулка 4 смонтирована в неподвижном корпусе б на щарикоподшипнике 7. Провода 8 и 9 служат дл  подвода и отвода сигнала.The current collector consists of fixed contact rings 1; established; in insulating housings 2, made in the form of nuts of rotating contact rings 3, placed in insulating sleeve 4. Between the rings 1 and 3 there is a movable contact rolling element 5, made in the form of a twisted spring, for example, barrel-shaped. The sleeve 4 is mounted in a stationary housing b on the ball bearing 7. Wires 8 and 9 are used for the supply and removal of the signal.

Работает токосъемник следующим образом .Works current collector as follows.

При вращении вала 10 втулка 4 и контактнцё кольца 3 соединенные с проводами 8 подвода получают вращение и увлекают за собой элементы 5 качени  (бочкообразные витые пружины), через которые электрическа  цепь замыкаетс  на неподвижные кольца 1, соединенные с проводами 9. При этом вследствие выполнени  элементов 5 качени  в виде витых бочкообраз-ных пружин, имеющих конечную длину, качение их сопровождаетс  частично скольжением от малых дискретных поворотов пружин относительно ее вертикальной оси симметрии . В результате достигаетс  самоочищение рабочей поверхности контактных колец 1 и 3 от образующихс  окислов и гр зи. Одновременно при вращении кольца 3 вокруг оси 11 (см. фиг. 3) вала создаетс  центробежна  сила, увлекающа  бочкообразную пружину 5 к периферии, при этом сохран етс  или даже повыщаетс  контактное давление между пружиной 5 и кольцами 1 и 3, вследствие чего сохран етс  посто нное переходное сопротивление.When the shaft 10 rotates, the sleeve 4 and the contactors of the ring 3 connected to the supply wires 8 receive rotation and carry away the rolling elements 5 (barrel twisted springs) through which the electrical circuit is closed to fixed rings 1 connected to the wires 9. Thus, due to the elements 5 rolling in the form of twisted barrel-shaped springs having a finite length, their rolling is accompanied partially by sliding from small discrete turns of the springs about its vertical axis of symmetry. As a result, self-cleaning of the working surface of contact rings 1 and 3 from the formed oxides and dirt is achieved. At the same time, when the ring 3 rotates around the axis 11 (see Fig. 3), a centrifugal force is created which entrains the barrel-shaped spring 5 to the periphery, while maintaining or even increasing the contact pressure between the spring 5 and the rings 1 and 3, thereby maintaining constant This transient resistance.

Преимуществом предложенного токосъемника  вл етс  возможность реализации токосъемника с низким переходным сопротивлением при высоких окружных скорост х, что необходимо в измерительныхсистемах,The advantage of the proposed current collector is the possibility of realizing a current collector with a low transient resistance at high peripheral speeds, which is necessary in measuring systems

например, при измерении параметров резани  всистемах автоматического управлени  металлорежущими с.танками.For example, when measuring cutting parameters in automatic control systems for metal-cutting machines.

Claims (3)

Формула изобретени Invention Formula Токосъемник с низким переходным сопротивлением , содержащий изолированные неподвижные контактные кольца, закрепленные на корпусе и подвижные изолированные контактные кольца, закрепленные на вращающемс  валу, и расположенные между ними пружинные элементы качени , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  пределов токосъема при больщйх окружных скорост х, пружинные элементы качени  выполнены витыми и расположены так, что их оси вращени  перпендикул рны оси вращени  вала.A current collector with a low transition resistance, containing insulated stationary contact rings mounted on the housing and movable insulated contact rings mounted on a rotating shaft, and spring rolling elements located between them, characterized in that, in order to extend current collection limits at high circumferential speeds, the spring rolling elements are twisted and arranged so that their axes of rotation are perpendicular to the axis of rotation of the shaft. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №,183267, кл. Н 02 К 13/00, 1965.Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 183267, cl. H 02 K 13/00, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 355703, кл. Н 01 R 39/00, 1973.2. USSR author's certificate number 355703, cl. H 01 R 39/00, 1973. 3.Патент США № 3.259.727 кл. 200-155, 1966.3. US patent number 3.259.727 cl. 200-155, 1966. 2 3 52 3 5 jjjj